用于液体再循环的先进的电去电离制造技术

在一个实施例中，系统包括用于化学回收的过滤器和至少一个电去电离（ＥＤＩ）单元。过滤器适合于接收液体并从液体中去除所选的化学成分或污染物。ＥＤＩ单元（１４０）连接到过滤器并适合于从液体中回收化学成分并将所回收的化学成分和液体分隔开。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本申请要求2002年1月22日提交的美国专利申请No.60/351,046的优先权。1.领域本专利技术的实施例涉及电去电离(EDI)系统领域以及与其关联的改进操作。2.一般背景目前，电去电离(EDI)系统使用许多交替的阳离子和阴离子选择薄膜以及混合床离子交换树脂，例如U.S.Pat.No.2,815,320所述的EDI系统。在这种系统中，仅仅使用EDI单元来产生高纯水。U.S.Pat.No.Re.24，865中说明的离子交换薄膜的开发迅速导致了传统的高性能EDI系统的发展，如U.S.Pat.No.4,632,745和4,465,573中所描述的。这些传统的EDI系统仅适用于净化反渗透渗透液(reverse osmosis permeate)，为电力、电子和半导体行业产生高纯水。但目前使用传统EDI系统有许多缺点。例如，传统EDI系统要求在原料流中有低浓度的离子负荷。较高的浓度会在EDI系统的树脂或薄膜的外表面上淀积不希望有的层而堵塞EDI单元并需要非常频繁地进行化学清洗和恢复。第二，传统EDI系统仅仅以间接方式用低总溶解固体量(TDS)水平例如盐类用来净化反渗透渗透液。EDI系统从未设计也从未直接用来处理危险的化学成分。因此，可以设想改进EDI系统的工作就可使EDI系统除净化反渗透渗透液外有新的应用。附图简要说明本专利技术的特征和优点从以下对本专利技术实施例的详细说明中就可一目了然，附图中附图说明图1示出在金属或电子涂敷中用于回收和维护的系统的示范实施例。图2A和2B为电去电离(EDI)系统的第一示范实施例。图3A和3B为电去电离(EDI)系统的第二示范实施例。图4为电去电离(EDI)系统的第三示范实施例。图5是图2A-图4的EDI单元的示范实施例，图解说明EDI单元中树脂床、薄膜分隔片和电极的布置。图6是图5的离子交换薄膜的示范实施例。图7是图6的离子交换薄膜一部分的分隔片的示范实施例。详细说明本文中，本专利技术的实施例涉及电去电离(EDI)系统及其改进的操作。本文说明的实施例并不是唯一的，而仅仅是提供对本专利技术的透彻理解。而且，众所周知的元件就不再详细列出以免不必要地使本专利技术模糊不清。在以下的说明中，使用了某些术语来说明本专利技术的特征。例如，“物品”指需要清洗和/或表面涂敷(例如金属或非金属镀或涂敷操作)的任何产品。产品类型可各不相同，例如电子硬件(例如，印刷电路板、半导体晶片、封装的半导体组件等)、汽车零件、航天零件，水龙头以及各种制造的夹具。“管道”指将液体从一个位置传送到另一位置的通路。管道可以是任何种类的塑料管材、塑料或金属管道等。“分隔片”一般定义为在两个邻近的薄膜片之间提供一定间距供液体在其中流动的装置。“薄膜片”一般定义为材料薄片，它允许某种化学成分从一侧渗透到另一侧，而其它成分则不能穿透所述薄膜片。“化学成分”的实例包括阳离子(正电荷离子)和阴离子(负电荷离子)。当然，化学成分可更具体地分类为金属、非金属、周期表元素的某些族(例如，碱金属、碱土金属等)等。例如，利用本专利技术的EDI系统的一个实施例涉及能进行与反渗透无关的化学回收应用的能力。本专利技术的另一实施例改进了弱电离化学成分的传送、有害化学成分的回收和处理以及从液体中去除弱离解离子(例如处理冲洗水)的效率。此外，本专利技术的另一实施例提供了低维护的化学成分再循环应用以及更经济实惠的冲洗水再循环应用。而且，通过在所建议的结构中使用EDI技术，可以增强离子交换树脂床的再循环和恢复。利用EDI系统再循环冲洗水和化学成分的新应用包括但不限于下述各项(1)用于内层的印刷电路板(PCB)清洗线冲洗水；(2)PCB多焊接线冲洗水；(3)来自半导体操作的处理冲洗水；(4)光亮镀镍(Watt浴槽)冲洗水；(5)氨基璜酸盐镀镍冲洗水；(6)化学镀镍冲洗水；(7)铬转换涂敷冲洗水；(8)镀铬冲洗水；(9)贵金属(Nobel Metal)表面处理槽；(10)阳极化表面涂敷冲洗水(含铬，磷酸盐，硫)；(11)镀锌冲洗水；以及(12)镀镉冲洗水；(13)E-Cote冲洗水。参阅图1，图1示出在金属和电子涂敷中用于回收和维护的系统的示范实施例。系统100包括处理槽110和至少一个冲洗容器120。为便于说明，示出两个冲洗容器121和122。在本专利技术的此实施例中，最初将物品130放在处理槽110中进行金属涂敷。然后，物品130从处理槽110中取出，放入第一冲洗容器121中。在这里去除多余的化学成分和污染物，如下述。第一冲洗容器121连接到一个或多个化学/水分离系统，例如电去电离(EDI)系统140。EDI系统140将液体中(例如，一种水溶液，例如冲洗水“稀释液”，其总溶解固体少于400/百万)回收的化学成分分离出来，再将此液体通过处理管线150返回。所述“处理管线”150包括有助于传送液体的任何装置，包括或不包括管道。此外，回收的化学成分(称为浓缩物)通过处理管线160返回到处理槽110中。所述浓缩物可以由处理槽110再利用进行金属涂敷(例如涂敷、镀敷等)。或者，如虚线180所示，浓缩物可以回收用于再循环，而不是直接返回到处理槽110。如果使用第二冲洗容器122，那么，第二冲洗容器122中的液体(例如，诸如处理水等水溶液)可以由水再循环处理系统170清洗。这种清洗可以使TDS很低的已纯化冲洗水返回到第二冲洗容器122，而产出的化学成分可回收和处理，以便安全处置。总之，EDI系统140配置成去除化学成分和污染物以便返回基本纯化的水、返回浓缩物、或甚至参与后续定位系统的操作。因此，EDI系统140通过去除会降低系统总体效率的化学成分和污染物而改进了系统100的总体效率。这些化学成分和污染物可以分成五类，如以下表A所示表A 例如，去除碱土金属元素是因为它们易于沉淀，从而堵塞EDI系统140。同理，去除有机物是因为如果不从处理冲洗水中将它们去除，它们或易于沉淀或会堵塞EDI系统140的树脂或薄膜。现参阅图2A和2B，图中示出用作EDI系统的化学/水分离系统140的第一示范实施例。在此实施例中，EDI系统140包括泵210、过滤器220、EDI单元230、互连这些组件的管道290以及整流器250。整流器250给EDI单元230供电，而管道290使液体能在系统140的一些组件之间传送。管道290可以是各种直径并支持不同psi(压力/平方英寸)流速的聚氯乙烯(PVC)管。此处，泵210适应第一管道211，管道211将液体(例如处理水)输送到过滤器220。工作时，泵210不停地运行，这种输送就可连续进行。或者，用阀212调节泵210(定期接通/断开)，将液体流动调节到较慢的流速。过滤器220配置成从输入的液体中去除有害的化学成分或污染物，然后由EDI系统230接收。在一个实施例中，过滤器220去除悬浮固体、溶解的金属或脂膏/油溶剂。在一个实施例中，过滤器220是活性碳和粒子过滤器，用于去除有机添加剂，例如增亮剂、加湿剂、催化剂和稳定剂。由相应的EDI进料泵260和任选过滤器261对过滤后的液体进行流速调整并将其泵入EDI单元230。如图所示，EDI单元230配置成通过图1的处理管线150提供纯化液体(例如纯化水或稀释液)或将其用作电极冲洗。再循环的化学成分以浓缩物通过管线160返回。现参本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统，它包括：过滤器，用以接收冲洗液体，从所述冲洗液体中去除所选的化学成分或污染物；至少一个电去电离单元，它连接到所述过滤器，所述电去电离单元从所述冲洗液体中回收化学成分并将所述回收的化学成分和所述冲洗液体分隔开。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：FP莱因哈德，
申请(专利权)人：埃克塞基技术公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]